(57)【要約】【課題】  アイドル状態での車両停止時の発電やモータの高効率領域での回生を可能とするハイブリッド車両の駆動装置を提供する。【解決手段】  エンジン１１と、モータ１６と、トルコン部２０を介してエンジン１１の回転軸に入力軸が接続される第１変速部１２ａと、第１変速部１２ａの出力軸３に接続されるキャリア２６ｃの回転軸と駆動軸１３に接続されるリングギアの回転軸とモータ１６の回転軸に接続される第１サンギア２６ｓ１の回転軸と第２サンギア２６ｓ２の回転軸とを有するラビニョ式遊星歯車２６と、第２サンギア２６ｓ２の回転軸の回転を拘束するクラッチ５２と、ラビニョ式遊星歯車２６の４つの回転軸の回転速度を同じにするクラッチ５１と、を備えた。【選択図】    図１
2005061475.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
電動機と、
前記エンジンの回転軸に入力軸が接続される有段式自動変速機と、
前記有段式自動変速機の出力軸に接続される第１回転軸と、車両の駆動軸に接続される第２回転軸と、前記電動機の回転軸に接続される第３回転軸と、第４回転軸とを有する遊星歯車機構と、
前記遊星歯車機構の４つの回転軸の何れかの回転を拘束する第１摩擦係合手段と、
前記遊星歯車機構の４つの回転軸の回転速度を同じにする第２摩擦係合手段と、
を備えたハイブリッド車両の駆動装置。
【請求項２】
前記遊星歯車機構は、ラビニョ式遊星歯車であることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の駆動装置。
【請求項３】
前記ラビニョ式遊星歯車のキャリアの回転軸を前記第１回転軸とし、リングギアの回転軸を前記第２回転軸とし、前記キャリアに軸支される第１ピニオンギアを介して前記リングギアと噛合する第１サンギアの回転軸を前記第３回転軸とし、前記キャリアに軸支される第２ピニオンギア及び前記第１ピニオンギアを介して前記リングギアと噛合する第２サンギアの回転軸を前記第４回転軸とすることを特徴とする請求項２に記載のハイブリッド車両の駆動装置。
【請求項４】
前記遊星歯車機構は、複数の遊星歯車からなることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の駆動装置。
【請求項５】
前記第１摩擦係合手段は、前記第４回転軸とケーシングとの間に設けられることを特徴とする請求項１から４のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の駆動装置。
【請求項６】
前記第２摩擦係合手段は、前記第１回転軸と前記第４回転軸との間に設けられることを特徴とする請求項１から５のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の駆動装置。
【請求項７】
車両停止中に、前記第１摩擦係合手段と前記第２摩擦係合手段を解放し、前記エンジンの駆動力で前記電動機を発電駆動することを特徴とする請求項１から６のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の駆動装置。
【請求項８】
前記エンジンの駆動力で前記電動機を発電駆動する際に、前記駆動軸の回転速度がゼロになるよう前記電動機の回転速度を制御することを特徴とする請求項７に記載のハイブリッド車両の駆動装置。
【請求項９】
前記駆動軸または車両駆動輪の回転を拘束するブレーキを備え、前記エンジンの駆動力で前記電動機を発電駆動する際に前記ブレーキを作動させることを特徴とする請求項７または８に記載のハイブリッド車両の駆動装置。
【請求項１０】
前記エンジンの駆動力で前記電動機を発電駆動しているときに車両を発進させる場合、前記電動機の回転速度をゼロにした後に車両を発進させることを特徴とする請求項７から９のいずれか一つに記載のハイブリッド車両の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ハイブリッド車両の駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンとモータとを駆動源とするハイブリッド車両の構成として、自動変速機（以下、ＡＴという。）とエンジンとの間にモータを配置したシステムが提案されている。この構成では、ＡＴを介してモータの駆動力を伝達することで、駆動力を増幅することができ、モータの駆動力を低減することができる。しかしながら、回生状態では、ＡＴを介して運動エネルギを回収するため効率が悪い。またモータを用いて、ＡＴの変速ショック、特に慣性力によるショックの低減を行うことが困難である。
【０００３】
このような課題を解消するためにＡＴの出力軸にモータを配置したシステムがある（特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開２００１−１６９４０４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術においては、ＡＴの出力軸にモータを直結しているため、アイドル状態での車両停止時の発電が不可能で、かつモータの運転点の自由度が低く、モータの高効率領域での回生が困難となるという問題がある。
【０００５】
したがって、本発明においては、アイドル状態での車両停止時の発電やモータの高効率領域での回生を可能とするハイブリッド車両の駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、ハイブリッド車両の駆動装置において、自動変速機と駆動軸との間に少なくとも４本の入出力軸を備えた遊星歯車機構を設置し、各入出力軸は自動変速機の出力軸と、前記モータの回転軸と、前記駆動軸と、これら入出力軸の回動を制御する少なくとも２つの摩擦係合手段に接続することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、自動変速機と駆動軸の間に遊星歯車機構を設置したので、電動機の回転速度を駆動軸の回転速度より高くすることができる。これにより、高効率運転領域がエンジンの高効率運転領域より高い領域にある電動機においても効率のよい運転が実現できる。また、アイドル停止時には、駆動時の回転速度がゼロになるように遊星歯車機構を制御するため、エンジンの運転を最良燃費となる運転状態で電動機が発電を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
図１は、本発明を適用するハイブリッド車両の駆動装置の構成図である。駆動源としてのエンジン１１の駆動力は、トルクコンバータ部（以下、トルコン部）２０、第１変速部１２ａ（有段式自動変速機）、第２変速部１２ｂを通じて所定回転速度に調整されて駆動軸１３に接続されたデファレンシャルギア（以下、単にデフという。）１４に伝達される。デフ１４から駆動力は駆動輪１５に伝わり車両が走行する。  第２変速部１２ｂには、モータ１６が接続されており、モータ１６は車両の運転状態等に応じて駆動力をアシストしたり、発電機として機能して発電した電力をインバータ１７を介してモータ１６を駆動するためのバッテリ１８に充電する。
【０００９】
エンジン１１を制御するためのエンジンコントローラ（以下、ＥＣＵという。）８１、トルクコンバータ部２０と第１、第２変速部１２ａ、１２ｂとを制御するためのＡＴコントローラ（以下、ＡＴＵという。）８２、およびモータ１６及びバッテリ１８を制御するためのモータ及びバッテリコントローラ（以下、ＭＣＵ／ＢＣＵという。）８３が設置され、これらコントローラ８１から８３を統合制御するためのＨＥＶコントローラ８０が設けられる。ＨＥＶコントローラ８０は、各コントローラ８１から８３との制御信号のやり取りに基づいて駆動軸１３に設けた駆動軸ブレーキ８５及び駆動輪１５に設置した駆動輪ブレーキ８５を制御する。
【００１０】
トルコン部８１は、エンジン１１の出力が入力するトルクコンバータ（以下、トルコン）２１と、トルコン２１のステータの回転を制御するワンウェイクラッチ２２と、トルコン部２０を直結状態にするロックアップクラッチ２３とから構成される。
【００１１】
第１変速部１２ａの構成は、通常の４速ＡＴと同様であり、２組の遊星歯車機構２４、２５と複数のクラッチ３４〜３８から構成される。エンジン１１側の遊星歯車機構を第１遊星歯車２４とすると、第１遊星歯車２４は、サンギア２４ｓとキャリア２４ｃとリングギア２４ｒとからなり、一方、第１遊星歯車２４の下流に設置された遊星歯車機構を第２遊星歯車２５とすると、第２遊星歯車２５は、サンギア２５ｓとキャリア２５ｃとリングギア２５ｒとからなる。第１遊星歯車２４の入力軸２はトルコン部２０の出力軸と一体に構成され、サンギア２５ｓと連結する。またリングギア２４ｒとキャリア２５ｃが接続し、キャリア２５ｃは第１変速部１２ａの出力軸３と接続する。
【００１２】
さらに第１変速部１２ａを構成するバンドブレーキ３１及び多板クラッチ３２〜３６をＡＴＵ８２で制御することにより、第１、第２遊星歯車２４、２５を構成する各要素の回転速度を制御し、４種類のギア比を実現する。また、ワンウェイクラッチ３７、３８は変速時に第１、第２遊星歯車２４、２５の各要素の回転速度が下がりすぎることを防止する。
【００１３】
第１変速部１２ａの下流に接続された第１変速部１２ｂは、４つの入出力軸（回転軸）を有するラビニョ式の第３遊星歯車２６と、２つの多板クラッチ５１、５２、およびモータ１６（電動機）から構成される。
【００１４】
このように構成され、システムを統合制御するＨＥＶコントローラ８０は、運転者の意図に応じて最良燃費もしくは要求駆動力を達成できるようにエンジン１１やモータ１６の出力を制御する。またＨＥＶコントローラ８０が制御する駆動軸ブレーキ８４はヒルホールド機能の実施時に用いられ、また同様にＨＥＶコントローラ８０が制御する駆動輪ブレーキ８５は車両に制動力を加える摩擦ブレーキであり、またヒルホールド機能を備える。
【００１５】
次に図２から図４を用いて第３遊星歯車２６について説明する。図２は第３遊星歯車２６を構成するラビニョ式遊星歯車の構成の一例を示し、図３はラビニョ式遊星歯車の各入出力軸の回転速度の関係を示す共線図である。図２に示すように、ラビニョ式遊星歯車２６は、第１サンギア２６ｓ１と第２サンギア２６ｓ２とキャリア２６ｃとリングギア２６ｒとキャリア２６ｃに軸支される第１ピニオンギア２６ｐ１と第２ピニオンギア２６ｐ２とで構成されている。なお、第１サンギア２６ｓ１と第１ピニオンギア２６ｐ１とリングギア２６ｒとキャリア２６ｃとでシングルピニオン型遊星歯車列が構成され、第２サンギア２６ｓ２と第２ピニオンギア２６ｐ２と第１ピニオンギア２６ｐ１とリングギア２６ｒとキャリア２６ｃとでダブルピニオン型遊星歯車列が構成される。キャリア２６ｃの回転軸Ｓ１３（第１回転軸）は第１変速部１２ａの出力軸３に接続され、リングギア２６ｒの回転軸Ｓ１２（第２回転軸）は駆動軸１３に接続され、第１サンギア２６ｓ１の回転軸Ｓ１４（第３回転軸）はモータ１６の回転軸に接続され、第２サンギア２６ｓ２の回転軸Ｓ１１（第４回転軸）とケーシング２６ａとの間にはクラッチ５２（第１摩擦係合手段）が設けられ、キャリア２６ｃの回転軸Ｓ１３と第２サンギア２６ｓ２の回転軸Ｓ１１との間にはクラッチ５１（第２摩擦係合手段）が設けられている。図３中の係数α、βは遊星歯車を構成する歯車の歯数から定まる係数である。図３中の係数α、βは遊星歯車を構成する歯車の歯数から定まる係数で、軸Ｓ１２とＳ１３の回転速度の関係を１とした場合の係数である。
【００１６】
図２に戻り、クラッチ５１が締結すると、軸Ｓ１１と軸Ｓ１３との回転速度が同じとなり、図３に示す共線図の関係から遊星歯車を構成する４つの軸のうち２軸の回転速度が等しい場合には、他の軸（Ｓ１２、Ｓ１４）の回転速度も等しくなる。したがって、クラッチ５１が締結されると第３遊星歯車２６の各要素は一体となって回転し、ギア比１の直結状態となる。
【００１７】
また、クラッチ５２が締結すると、軸Ｓ１２の回転が拘束され、第３遊星歯車２６はギア段として機能する。
【００１８】
なお、駆動軸１３は第３遊星歯車２６を含む第２変速部１２ｂを介してモータ１６に接続しているため、第１変速部１２ａにおける変速時の変速ショックを誘発するトルク段差をモータ１６を用いて補うことで変速ショックを低減可能である。
【００１９】
次にＡＴの動作について説明する。図１に示す構成は、第１変速部１２ａの２組の遊星歯車２４、２５と第２変速部１２ｂの第３遊星歯車２６の組み合わせにより、エンジン１１の動力伝達用に前進側５段、後進側１段のギア段を備えた構成である。またモータ１６の動力伝達用にエンジン１１と併用する２段のギア段と単独の３段のギア段を備える。以下、図５から図１４を用いて各ギア段での各遊星歯車の状態を共線図を用いて説明する。また、図１５に各ギア段を実現するためのクラッチ及びブレーキの状態を示す。
【００２０】
まず図５は、エンジン用１速ギアでの各要素の回転速度の状態を示す。図中Ｅはエンジン１１の回転速度を示し、Ｖは駆動軸１３の回転速度を示す。また○は遊星歯車の要素、エンジン１１及び駆動軸１３の回転速度を示し、●はモータ１６の回転速度を示し、◎は回転速度がゼロの状態を示す。１速ではクラッチ３４、３５、５２が締結される。このときモータ１６の回転速度は駆動軸１３の回転速度より高くなるため、モータ１６のトルクを増大して駆動軸１３に伝達できる。
【００２１】
図６は、エンジン用２速ギアでの各要素の回転速度の状態を示しており、クラッチ３４、３５、５２を締結するとともに、さらにバンドブレーキ３１を締結する。この状態でもモータ１６の回転速度は駆動軸１３の回転速度より高くなるため、モータ１６のトルクを増大して駆動軸１３に伝達できる。
【００２２】
図７は、エンジン用３速ギアでの各要素の回転速度の状態を示しており、第１変速部１２ａは直結状態となり、第２変速部１２ｂのみが変速段として機能する。３速ギア時にもモータ１６の回転速度は駆動軸１３の回転速度より高くなるため、モータ１６のトルクを増大して駆動軸１３に伝達できる。
【００２３】
図８は、エンジン用４速ギアでの各要素の回転速度の状態を示しており、第１変速部１２ａと第２変速部１２ｂとが直結状態となり、ギア比は１となる。この状態でモータ１６の回転速度は駆動軸の回転速度と同じとなる。
【００２４】
図９は、エンジン用５速ギアでの各要素の回転速度の状態を示しており、この状態ではクラッチ３３、３４、５１及びバンドブレーキ３１が締結される。一般に５速ギアでの走行は車速が高い状態であり、駆動軸１３の回転速度が高い。このため、モータ１６を駆動軸１３と直結することで、モータ１６の過回転を防止する。
【００２５】
このようにモータ１６のギア比はエンジン１１用のギア比と連動して変更するため、モータ１６用のギア比の変速ロジックが不要となり、演算負荷を低減できる。また、エンジン１１の回転速度を監視することで、エンジン１１の回転速度からモータ１６の回転速度を監視でき、モータ１６の過回転を防止できる。逆にモータ１６の回転速度からエンジン１１の回転速度を監視できる。
【００２６】
また第２変速部にラビニョ式遊星歯車からなる第３遊星歯車２６を備えたので、エンジン１１の変速段の多くでモータ１６の回転速度を駆動軸１３の回転速度より高くすることができる。これにより、高効率運転領域がエンジン１１の高効率運転領域より高い領域にあるモータ１６においても効率のよい運転が実現できる。
【００２７】
図１０は、エンジン用後進ギアでの各要素の回転速度の状態を示しており、この状態ではクラッチ３２、３６が締結される。後退ギア時にもモータ１６の回転速度は駆動軸１３の回転速度より高くなるため、モータ１６のトルクを増大して駆動軸１３に伝達できる。
【００２８】
図１１は車両停止時にモータ１６で発電を行うアイドル充電時の各要素の回転速度の状態を示し、第２変速部１２ｂのクラッチ５１、５２を非締結状態として駆動軸１３の回転速度がゼロになるようにモータ１６の回転速度を制御する。一方、第１変速部１２ａではモータ１６の発電量に対して最も燃費がよくなる回転速度となるギア比を選択する。なお、このアイドル充電状態については詳しくは後述する。
【００２９】
次にモータ１６を駆動源として走行するいわゆる電気自動車（以下、ＥＶ）走行モードでの遊星歯車の各要素の回転速度を状態を説明する。ＥＶ走行モードでは、エンジン１１の回転速度がゼロになるように構成中のクラッチ及びブレーキを制御する。この制御は、第１変速部１２ａのワンウェイクラッチ３７、３８の設定等により多数の状態が設定されるが、以下、代表的な走行モードでの回転速度の状態につき説明する。
【００３０】
図１２は、第３遊星歯車２６が変速段となる走行モードでの各要素の回転速度の状態を示しており、この状態はクラッチ５２のみが締結される。この場合には第２変速部１２ｂの第３遊星歯車２６のみが変速ギアとなり、モータの駆動力は増幅して駆動軸１３に伝達される。またエンジン１１と接続する第２遊星歯車２５においてキャリア２５ｃが第２変速部１２ｂと接続するため、軸Ｓ１３と同じ回転速度となり、サンギア２５ｓはエンジン１１のフリクションにより回転速度は０になる。この結果、無負荷状態のリングギア２５ｒはキャリア２５ｃとサンギア２５ｓの回転速度を実現する回転速度でフリーラン状態となる。したがって、エンジン１の回転速度をゼロにした状態で、モータ１６の駆動力のみで車両を走行できる。
【００３１】
この状態では、モータ１６による走行からエンジン１１による走行への切換え時にクラッチ５２に加えてクラッチ３４、３５を締結することにより、エンジン１１の駆動力を伝達する１速ギアを実現することができる。なお、クラッチ３５を締結するためには第２遊星歯車２５のリングギア２５ｒの回転速度をゼロにする必要がある。またこの走行モードでは、リングギア２５ｒは、回転状態にあるため、その回転慣性力を用いてエンジン１１の回転速度を上昇することも可能となる。
【００３２】
図１３は、第３遊星歯車２６が直結状態となる走行モードでの各要素の回転速度の状態を示しており、この状態ではモータ１６の回転速度と駆動軸１３の回転速度が同じになり、モータ１６の回転速度を抑制することができる。この走行モードは比較的車速の高い状態で用いられる。なお、第１変速部１２ａの状態は前述の図１２と同じである。
【００３３】
図１４は、第１変速部１２ａの構成要素の回転速度がすべてゼロとなる走行モードでの各要素の回転速度の状態を示しており、クラッチ３２、３３及びブレーキ３１が締結される。この場合には第２変速部１２ｂの第３遊星歯車２６のみが変速ギアとなり、モータの駆動力は増幅して駆動軸１３に伝達される。また第１変速部１２ａの構成要素の回転速度がゼロであるため、回転慣性力やフリクションの影響がなく、高効率な走行が可能となる。なお、共線図では後退状態を示しているが、前進状態に適用することも可能である。
【００３４】
これまで説明したモータ１６による走行モードは、回生時に用いられる。回生時には締結状態となるクラッチの数を最小に抑制し、クラッチの締結圧に起因する油圧損失を低減するとともに、各構成要素の連れ回り損失を低減できるよう第１変速部１２ａ内のギア比を選択する。例えば、図１４に示す走行モードは、締結するクラッチの数は３と多いが、回転する構成要素が少ないため、フリクションによる損失を低減できる。
【００３５】
図１６は、アイドル充電時にＨＥＶコントローラ８０が行う制御内容を説明するフローチャート図である。
【００３６】
まずステップ１では、バッテリ１８の充電量からアイドル充電の必要性を判断し、アイドル充電の開始を指令する。ステップ２では、駆動軸ブレーキ８４もしくは駆動輪ブレーキ８５を締結する。これはアイドル充電中に車両が外乱によって移動することを防止するためである。
【００３７】
続くステップ３で、第２変速部１２ｂのクラッチ５１、５２を非締結状態にする。そしてステップ４でエンジン１１を始動する。
【００３８】
ステップ５では、バッテリ１８の充電量等に応じて設定される目標発電量に応じてエンジン１１が最も燃費がよくなる回転速度となるように第１変速部１２ａのギア比が設定される。または発進時に備えて１速ギアを選択してもよい。さらには周辺の道路情報を入手して、車両の停止時間を予測し、ギア比を設定するようにしてもよい。なお、第２変速部１２ｂは無負荷状態にあるため、第１変速部１２ａでギア選択を行う際のショックは駆動軸１３に伝達されない。
【００３９】
ステップ６で、トルコン部２０のロックアップクラッチ２３を締結する。これにより、トルコン２１での攪拌損失を回避し、高効率の充電状態を可能とする。そしてステップ７で、モータ１６の回転速度制御を開始する。このときのモータ１６の目標回転速度は、駆動軸１３の回転速度をゼロにするように制御し、図３に示す関係から、
ｔＮm＝（１＋β）×ＮS13        （１）
となる。ここでｔ：係数、Ｎｍ：モータ１６の目標回転速度、β：係数（図３参照）、ＮS13：軸Ｓ１３の回転速度である。
【００４０】
このようにモータ１６の回転速度を制御することで、駆動軸１３の回転速度をゼロに維持したまま、バッテリ１８の充電が可能となる。
【００４１】
ステップ８では、モータ１６の回転速度が目標回転速度に維持されているかどうかを判定する。モータ１６の速度制御のゲインにより、駆動軸１３に生じるトルク変動を滑らかに制御でき、運転者等にショックを感じさせることなく、アイドル充電状態に移行することができる。
【００４２】
ステップ９では、第２遊星歯車２５のサンギア２５ｓ２の回転速度制御を行う。定常状態ではモータ１６の回転速度制御を行っているので、サンギア２５ｓ２は所定の回転速度に維持される。しかしながらモータ１６が温度上昇等に要因により目標トルクを達成できない場合には、サンギア２５ｓ２の回転速度を制御してエンジン１１が吹けあがるのを防止する。この制御時のサンギア２５ｓ２の目標回転速度は図４の関係を用いて、
ｔＮ25s2＝−α×ＮS13        （２）
となる。ここでＮ25s2：リングギア２５ｓ２の目標回転速度、α：係数（図３参照）である。サンギア２５ｓ２の回転速度が目標回転速度を越えた時にクラッチ５２の締結圧を制御してサンギア２５ｓ２の回転速度を目標回転速度以下に制御する。
【００４３】
ステップ１０で、エンジン１１の駆動トルクを増大し、アイドル充電状態を維持する。このときモータ１６が回転速度制御を行っているため、運転者等にトルク変化によりショックが伝わることはない。
【００４４】
このようにして、第２変速部１２ｂに第３遊星歯車２６を設けたことにより、アイドル状態での車両停止状態において、エンジン１１を最良燃費となる運転状態で、モータ１６を発電に使用し、バッテリ１８に充電することができる。
【００４５】
次に図１７のフローチャートを用いてアイドル充電状態からの発進制御について説明する。この制御はＨＥＶコントローラ８０によって行われる。アイドル充電状態では、第２変速部１２ｂのクラッチがすべて非締結状態にあるため、モータ１６を制御して、発進時の駆動力を発生しながらクラッチの締結動作を行う。以下、バッテリ１８の充電量が少なく、エンジン１１によって走行しなければならない状態について説明する。
【００４６】
ステップ２１で発進要求を判断し、発進の指令を発する。ステップ２２で、トルコン部８１のロックアップクラッチ２３を締結する。これは、発進制御時に第１変速部１２ａの構成要素の回転速度を一時的にゼロにする必要があり、このときエンジン１１がつられて回転速度が低下し、失火することを防止するためである。またＡＴの場合、ギア比の関係から発進時の駆動力を確保するためにはトルコン２１によるトルクの倍増効果を利用しなければならない状況が存在するためである。
【００４７】
ステップ２３で、モータ２６の回転速度を制御して、ステップ２４でクラッチ５２の締結圧を上昇させる。この制御は、第２遊星歯車２５のサンギア２５ｓ２の回転速度をゼロにし、クラッチ５２を締結させるためである。
【００４８】
ステップ２５では、サンギア２５ｓ２の回転速度がゼロかどうか判定する。ゼロであれは次にステップ２６に進み、サンギア２５ｓ２が回転していればステップ２３に戻り、モータ１６の回転速度制御を繰り返す。なお、サンギア２５ｓ２の回転速度がゼロということは第１変速部１２ａの第１、第２遊星歯車２４、２５の構成要素の回転速度がゼロであることである。
【００４９】
ステップ２６で、クラッチ５２を完全な締結状態とする。このとき第１変速部１２ａのギア比が１速でないときには１速を選択する。第１変速部１２ａの遊星歯車の構成要素の回転速度はゼロであるので、クラッチやブレーキの締結圧を変化させてもクラッチ等の回転慣性力の影響がなく、ショックを発生させることなく、迅速にギア比の変更を行うことができる。
【００５０】
ステップ２７では、モータ１６の出力をゼロにする。これにより第１、第２変速部１２ａ、１２ｂの回転は抑制されることがなく、トルコン２１を介してエンジン１１の駆動力により車両が走行する。
【００５１】
続くステップ２８では、ステップ２で作用させた駆動ブレーキ８３または駆動ブレーキ８４を解放する。さらにステップ９でエンジン１１の出力トルクを上昇させ、アイドル充電状態からの発進制御が終了する。
【００５２】
このように、アイドル充電状態からの発進制御は、モータ１６の目標回転速度をゼロにすることにより、素早い発進が可能となる。
【００５３】
図１８に本発明に用いられるモータ１６の特性の一例である。本実施形態のようにモータ１６の変速段を有するシステムでは、同じ駆動力を発生するために変速段を有さないシステムに対してモータ１６の最大トルクを低減することができる。したがって、使用するモータ１６の小型化、低価格化を図ることができる。
【００５４】
図１９は、第２の実施形態の構成を示す。この実施形態は、第１の実施形態の構成に対して第２変速部の構成を変更したものである。
【００５５】
本実施形態の第２変速部１２ｃは、２組の第４、第５遊星歯車２７、２８と、クラッチ５３、ブレーキ５４から構成される。これら第４、第５遊星歯車２７、２８とクラッチ５３とブレーキ５４は、第１変速部１２ａの構成である第１、第２遊星歯車２４、２５、クラッチ３２、ブレーキ３１と同様である。このブレーキ５４を締結することで第４、第５遊星歯車２７、２８はギア段として機能する。また、クラッチ５３を締結することで、遊星歯車２７、２８は直結状態となる。
【００５６】
この実施形態では、２組の遊星歯車でモータ１６のギア段を構成しているのでギア比の自由度が高い。また、遊星歯車２４、２５と遊星歯車２７、２８は対となる遊星歯車の接続方式が同じであり、互いに流用可能であり、コスト低減を図ることができる。さらにブレーキ５４とクラッチ５３もまた第１変速部１２ａのものを流用することでコストの低減を図れる。
【００５７】
なお、請求項と本実施形態の構成との対応は、エンジン駆動力の流れ方向で上流側の第４遊星歯車２７のキャリア２７ｃとこのキャリア２７ｃと一体に構成される下流側の第５遊星歯車２８のサンギア２８ｓの回転軸が第１回転軸に相当し、遊星歯車２７のリングギア２７ｒとこのリングギア２７ｒと一体に構成される遊星歯車２８のキャリア２８ｃの回転軸が第２回転軸に相当し、遊星歯車２８のリングギア２８ｒの回転軸が第３回転軸に相当し、遊星歯車２７のサンギアの回転軸が第４回転軸に相当する。
【００５８】
図２０は第３の実施形態の構成を示し、この実施形態は第１の実施形態に類似するが、キャリア２６ｃの回転軸上に歯車２９を設けるとともに歯車２９の回転軸Ｓ１５を締結するクラッチ３０が設置される。回転軸Ｓ１５が増設されることにより、図２１に共線図を示すが、エンジン１１及びモータ１６のギア段が増加し、より最適なギア段を選択する自由度が増え、燃費や回生効率が向上する。なお、図２１中の係数γは、遊星歯車を構成する歯車の互いの歯数から決定される係数であり、軸Ｓ１２と軸Ｓ１３の関係を１（つまり回転速度が等しい）とした場合の係数である。
【００５９】
本発明は、上記した実施形態に限定されるものではなく、本発明の技術的思想の範囲内でさまざまな変更がなしうることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【００６０】
自動変速機と駆動軸の間に遊星歯車機構を設置したことで高効率運転が可能となり、ハイブリッド車両に有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】ハイブリッド車両の駆動装置の構成図である。
【図２】第３遊星歯車の構成図である。
【図３】第３遊星歯車の構成要素の回転速度の関係を示す共線図である。
【図４】第３遊星歯車の入出力軸の接続先を示す図である。
【図５】エンジン駆動による１速ギア走行時の各要素の回転速度を示す図である。
【図６】エンジン駆動による２速ギア走行時の各要素の回転速度を示す図である。
【図７】エンジン駆動による３速ギア走行時の各要素の回転速度を示す図である。
【図８】エンジン駆動による４速ギア走行時の各要素の回転速度を示す図である。
【図９】エンジン駆動による５速ギア走行時の各要素の回転速度を示す図である。
【図１０】エンジン駆動による後退ギア走行時の各要素の回転速度を示す図である。
【図１１】アイドル状態での車両停止時の各要素の回転速度を示す図である。
【図１２】モータ駆動による走行時の各要素の回転速度を示す図である。
【図１３】モータ駆動による走行時の各要素の回転速度を示す図である。
【図１４】モータ駆動による走行時の各要素の回転速度を示す図である。
【図１５】各走行状態時のクラッチ及びブレーキの締結状態を示す図である。
【図１６】アイドル充電時の制御内容を説明するフローチャートである。
【図１７】アイドル状態からの発進時の制御内容を説明するフローチャートである。
【図１８】モータの特性の一例を示す図である。
【図１９】第２の実施形態の駆動装置の構成図である。
【図２０】第３の実施形態の駆動装置の構成図である。
【図２１】第３の実施形態の第３遊星歯車の構成要素の回転速度の関係を示す共線図である。
【符号の説明】
【００６２】
２  第１変速部１２ａ入力軸
３  第１変速部１２ａ出力軸
１１  エンジン
１２ａ  第１変速部
１２ｂ  第２変速部
１３  駆動軸
１４  デフ
１５  駆動輪
１６  モータ
１７  インバータ
１８  バッテリ
２０  トルコン部
２１  トルコン
２２  ワンウェイクラッチ
２３  ロックアップクラッチ
２４  第１遊星歯車
２４ｓ  サンギア
２４ｃ  キャリア
２４ｒ  リングギア
２５  第２遊星歯車
２５ｓ  サンギア
２５ｃ  キャリア
２５ｒ  リングギア
２６  第３遊星歯車（ラビニョ式遊星歯車）
２６ｐ１  第１ピニオンギア
２６ｐ２  第２ピニオンギア
２６ｓ１  第１サンギア
２６ｓ２  第２サンギア
２６ｃ  キャリア
２６ｒ  リングギア
２７  第４遊星歯車
２７ｓ  サンギア
２７ｃ  キャリア
２７ｒ  リングギア
２８  第５遊星歯車
２８ｓ  サンギア
２８ｃ  キャリア
２８ｒ  リングギア
３１  バンド式ブレーキ
３２から３６、５１、５２  多板式クラッチ
３７、３８  ワンウェイクラッチ
８０  ＨＣＵコントローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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